Download untirta sultan ageng tirtayasa and more Study Guides, Projects, Research Chemistry in PDF only on Docsity!
i
Tanggal Revisi
Nilai
Tanggal Terima
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PESAWAT ATWOOD
Disusun Oleh:
Nama Praktikan : Muhammad Taufiqur Rohman NIM : 333520069 Jurusan : Teknik Kimia Grup : H Rekan : Ratnawati (3335200107) Faraj Muhammad Rifqi (3335200050) Tgl. Percobaan : 30 Maret 2021 Asisten : Destia Maradhina
LABORATORIUM FISIKA TERAPAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
CILEGON – BANTEN
Jl. Jenderal Sudirman Km. 03 Cilegon 42435 Telp. (0254) 385502, 376712 Fax. (0254) 395540 Website: http://fisdas.untirta.ac.id Email: lab.fisikaterapan@untirta.ac.id
ii
ABSTRAK
Pesawat Atwood merupakan alat eksperimen yang sering digunakan untuk mengamati hukum mekanika pada suatu gerak yang dipercepat secara beraturan, pesawat atwood tersusun atas 2 benda yang terhubung dengan seutas kawat/tali. Pesawat Atwood bertujuan untuk memahami konsep kinematika untuk memperlihatkan berlakunya hukum Newton melalui sistem katrol dan mengenal besaran fisis momen inersia pada katrol. Dalam kehidupan sehari hari, penerapan Pesawat Atwood digunakan dalam sistem kerja lift dengan menerapkan Hukum Mekanika Newtonian secara sederhana, katrol dalam lift diatur sedemikian rupa sehingga memungkinkan mengangkut beban yang berat dengan tenaga yang relatif kecil. Prosedur percobaan pada praktikum ini adalah dengan menambahkan beban massa pada kedua sisi pesawat atwood, kemudian menambahkan massa beban tambahan pada sisi kiri pesawat atwood. Kemudian menghitung nilai waktu yang diperlukan bagi beban massa disebelah kiri pesawat atwood saat berpindah dari titik A ke B, dan dari titik B ke C. 5. Dari percobaan yang telah dilakukan didapat momen inersia dari percobaan A sebesar 0,000748 kgm² sedangkan untuk percobaan B sebesar 0,000747 kgm²
Kata kunci; pesawat atwood, momen inersia, hukum newton
iv
v
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A………………………………………………………………….
Lampiran B………………………………………………………………… 31
B1. Jawaban Pertanyaan…………………………………… 32
Lampiran C……………………………………………………...…………. 34
Lampiran D…………………………………………………….…………...3 7
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pesawat Atwood adalah alat yang digunakan untuk menjelaskan hubungan antara tegangan, energi potensial dan energi kinetik. Pesawat Atwoot menggunakan prinsip Hukum-Hukum Newton dalam penggunaannya sehingga, mampu menjelaskan hubungan antara kinematika dan mekanika. Dalam Pesawat Atwoot terdapat komponen komponen Hukum Newton diantaranya seperti massa, waktu, kecepatan dan percepatan. Untuk membuktikan hal tersebut dilakukan percobaan pesawat atwood yang bertujuan untuk membuktikan gaya gaya tersebut bekerja dengan baik atau tidak
1.2 Tujuan Percobaan Tujuan dalam percobaan ini ada lima, yaitu: mengenal besaran fisis momen inersia, mengenal hukum newton melalui sistem katrol, mengamati gerak dipercepat dan gerak dengan kecepatan tetap, memeriksa apakah hukum newton baik terhadap sistem katrol, dan menghitung harga momen inersia katrol bila percepatan gravitasinya diketahui.
1.3 Batasan Masalah Batasan masalah dalam percobaan ini meliputi dua hal yaitu untuk sebagai variabel bebasnya adalah jarak antara A-B dan B-C. Lalu untuk sebagai variabel terikatnya adalah waktu, kecepatan, percepatan, dan momen inersia
2.2 Besaran Fisis dan Momen Inersia Besaran Fisis adalah besaran yang dapat diukur secara langsung dan dapat dinyatakan dengan angka dan besaran, seperti massa, panjang, suhu dan lain lain. Sedangkan Momen Inersia adalah ukuran kelembaman/kecenderungan suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya. Momen inersia dapat dilihat pada kehidupan sehari- hari, seperti pada kipas angin.
Besarnya momen inersia (I) suatu benda bermassa yang memiliki titik putar pada sumbu yang diketahui, dirumuskan sebagai berikut :
I = mR^2 …………………………………. (2.1)
Dimana m adalah massa partikel atau benda (kg) dan R adalah jarak antara partikel atau elemen massa benda terhadap sumbu putar (m). momen inersia memiiki besaran dalam standar international adalah kgm2.
Dari rumus diatas dapat disimpulkan bahwa momen inersia berbanding lurus dengan jarak partikel terhadap sumbu putar (R). Semakin besar jarak partikel terhadap sumbu putar maka semakin besar pula momen inersianya, begitupun sebaliknya.[1]
2.3 Mekanika Klasik Mekanika klasik adalah teori tentang gerak yang didasarkan pada konsep massa dan gaya serta hukum-hukum yang menghubungkan konsep fisis dengan besaran kinematika (perpindahan, kecepatan, dan percepatan). Semua gejala dalam mekanika klasik dapat digambarkan hanya dengan tiga hukum sederhana yang dinamakan hukum Newton tentang gerak (Tipler, 1998: 89).[ 3 ]
Galileo menyimpulkan jika tidak ada gaya yang diberikan pada benda yang bergerak, benda itu akan terus bergerak dengan laju konstan pada lintasan yang lurus, dan benda akan melambat hanya jika ada benda yang diberikan padanya. Berdasarkan penemuan ini, Isaac Newton (1642-1727) membangun teori geraknya yang terkenal dan dirangkum dalam “Tiga Hukum Gerak” (Giancoli, 2001: 92)[ 4 ]
2.4 Hukum Newton I Hukum Newton I merupakan Hkum Newton pertama tentang gerak, yang berbunyi : “ Jika suatu resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol atau tidak ada gaya yang bekerja, maka benda yang mula mula diam akan tetap diam dan benda yang mula mula bergerak akan tetap bergerak lurus beraturan.[5]
Dari hukum Newton I dapat disimpulkan bahwa benda yang diam akan tetap diam dan tidak akan bergerak sampa ada gaya (dorongan atau tarikan yang kemudian membuatnya bergerak dan benda bergerak akan terus bergerak dan akan diam apabila ada gaya yang memengaruhinya untuk diam.[5]
∑F = 0 ……………………………………… (2.2)
Hukum Newton I biasa disebut juga hukum kemalasan atau kelembaman suatu benda., dimana benda memiliki kemampuan untuk mempertahankan keadaaan awal benda tersebut.
Hukum Newton I sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti Koin diatas kertas di atas meja akan tetap diam jika kertas ditarik dengan cepat, ketika mobil bergerak cepat dan di rem mendadak maka penumpang akan merasa terdorong ke depan, dan masih banyak lagi.[5]
Hukum pertama dan kedua Newton dapat dianggap sebagai definisi gaya. Gaya adalah suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda mengubah kecepatannya, artinya dipercepat. Arah gaya adalah arah percepatan yang disebabkannya jika gaya itu adalah gaya satu-satunya gaya yang bekerja pada benda tersebut. Besarnya gaya adalah hasil kali massa benda dengan besarnya percepatan. Sedangkan massa adalah sifat instrinsik sebuah benda yang mengukur resistansinya terhadap percepatan (Tipler, 1998: 91).[3]
Penerapan Hukum Newton III terjadi pada saat kita mendayung diperahu. Kita menggerakan dayung kearah belakang, namun perahu mealju kearah depan.[5]
Suatu pasangan gaya disebut aksi-reaksi apabila memenuhi syarat sebagai berikut :
a. Sama besar b. Berlawanan arah c. Bekerja pada satu garis kerja gaya yang sama d. Tidak saling meniadakan e. Bekerja pada benda yang berbeda
2.7 Gerak Translasi Gerak translasi dapat didefinisikan sebagai gerak pergeseran suatu benda dengan bentuk dan lintasan yang sama di setiap titiknya. Jadi sebuah benda dapat dikatakan melakukan gerak translasi (pergeseran) apabila setiap titik pada benda itu menempuh lintasan yang bentuk dan panjangnya sama (Tipler, 1998: 13).[3] Gerak translasi dibagi tiga yaitu gerak lurus, gerak melingkar, dan gerak parabola.
2.8 GLB dan GLBB Gerak lurus adalah gerak suatu obyek yang lintasannya berupa garis lurus. Dapat pula jenis gerak ini disebut sebagai suatu translasi beraturan. Pada rentang waktu yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama.Gerak translasi ada dua kelompok yaitu : -Gerak Lurus Beraturan(GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan(GLBB) yang di bedakan dengan ada dan tida adanya percepatan.
F Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak lurus suatu obyek, dimana dalam gerak ini kecepatannya tetap atau tanpa percepatan, sehingga jarak yang ditempuh dalam gerak lurus beraturan adalah kelajuan kali waktu. Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang lintasannya lurus dan kecepatannya tetap atau konstan sehingga jarak yang ditempuh dalam gerak lurus beraturan adalah kelajuan kali waktu (Halliday, 2010: 19).[ 6 ]
S = v.t…………………(2. 5 )
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu obyek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatannya berubah secara teratur tiap detik. Perubahan kecepatan tiap detik disebut juga dengan percepatan. Akibat adanya percepatan tetap, maka jumlah jarak yang ditempuh tidak lagi linier melainkan kuadratik (Giancoli, 2001: 31).[ 4 ]
Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak lagi linier melainkan kuadratik. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan ( a = + ) atau perlambatan ( a = - ) Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II (∑F = m.a)
vt = vo + at……………….(2. 6 )
vt^2 = vo^2 + 2As…………..(2. 7 )
S = vot + at 2 ………….….(2. 8 )
Keterangan:
v 0 = kecepatan awal (m⁄s)
vt = kecepatan akhir (m⁄s)
a = percepatan (m⁄ s 2 ) t = waktu (s) S = jarak yang ditempuh (s)
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dibagi menjadi dua macam, yaitu GLBB dipercepat dan GLBB diperlambat. GLBB dipercepat adalah GLBB yang kecepatannya makin lama makin cepat, contoh GLBB dipercepat adalah gerak
yang dimasukkan pada GLBB diperlambat bernilai positif karena dirumusnya sudah menggunakan tanda negatif.
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Diagram Alir Percobaan Berikut merupakan digram alir dari percobaan Pesawat Atwood dapat dilihati di gambar 3.
Mulai
Mempersiapkan alat dan bahan
Menimbang massa M1, M2, m1 dan m2 sebanyak 3 kali
Menggantungkan massa beban utama, memasang pada katrol
Memasangkan pada pemegang beban berpegas
Menambahkan beban m pada beban M
Menekan pegas pada pemegang beban
Mencatat waktu perpindahan M2+m dari A ke B (t1) dan dari B ke C (t2)
Mengulangi pengamatan sebanyak tiga kali untuk setiap jarak yang ditentukan asisten
Data pengamata
Pembahasan
Kesimpulan Gambar 3.1 diagram alir percobaan Pesawat Atwood
literatur
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAAN
4.1 Hasil Percobaan Berikut hasil dalam percobaan ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini Tabel 4.1 Hasil penimbangan Massa Rata-rata (kg) M1 0, M2 0, m 0,
Percobaan A M2 + m =0,1105 kg Tabel 4.2 Hasil Percobaan A AB (m) 14 14 14 14
T1 rata-rata (detik) 0,84 0,86 0,89 0,
a (m/s2) 39,68 37,85 35,35 38, BC (m) 14 16 18 20 t2 rata-rata (detik) 0,35 0,456 0,546 0, V (m/s) 40 35,08 32,96 33 I 0,
Percobaan B M2 + m = 0,1105 kg Tabel 4.3 Hasil Percobaan B AB (m) 14 16 18 20 T1 rata-rata (detik) 0,87 0,916 1,05 1, a (m/s2) 37 38 32,6 33, BC (m) 14 14 14 14 t2 rata-rata (detik) 0,346 0,35 0,34 0, V (m/s) 40,4 40 41,17 40 I 0,
4.1.1 Ralat Langsung Berikut merupakan ralat langsung dari percobaan pesawat atwood
Tabel 4.4 Ralat Langsung M n M1 M ´^1 | M ´^ 1 | | M ´^ 1 | 2
α (^) SM1 SR M ´ 1 ± SM 1 100 (^2 100100 0 0 0 0 0) 100 ± 0 3 100 ∑ 300
Tabel 4.5 Ralat Langsung M n M (^2) M ´^2 | (^) M ´^2 | | (^) M ´^2 | 2
α (^) SM 2 SR (^) M ´ 2 ± SM 2 1 100 , 2 100 ,5 100 ,5 0 0 0 0 0 100 ,5 ± 0 3 100 , ∑ 30 1,
